产生血液干细胞的胚胎血管也能产生跳动的心肌

加州大学洛杉矶分校的干细胞研究人员第一次在胚胎内皮中发现了令人惊讶和意想不到的可塑性，而胚胎内皮是早期发育中产生血液干细胞的地方。

科学家们发现缺少一种转录因子，一种控制基因细胞的命运通过调节其他基因，使正常情况下在血液形成组织中产生血液干细胞和祖细胞的前体变成了意想不到的东西——跳动的心肌细胞或心肌细胞。

这一发现很重要，因为它表明内皮可以作为心肌细胞的来源。这一发现可能为如何制造心脏提供新的理解干细胞该研究的高级作者汉娜·米克拉博士说，她是分子、细胞和化学领域的副教授发育生物学他是Eli和Edythe Broad再生医学中心的研究人员干细胞研究加州大学洛杉矶分校。

“这绝对令人难以置信。这些发现超出了我们的想象，”米克拉说。“微环境在胚胎脉管系统这通常会引起血细胞可以生成心肌细胞当只有一个因子Scl被移除时，基本上就把造血器官变成了心源性器官。”

这项为期两年的研究发表在2012年8月3日的同行评议杂志上细胞。

该研究的共同第一作者、博士后研究员艾米丽·蒙特尔-哈根(Amelie Montel-Hagen)说，事实上，这些发现是如此令人惊讶，以至于米克拉和她的团队在所有随后的分析证明该发现是正确的之前都不愿相信这个结果。

“为了确保我们没有在血液形成组织和心脏之间切换样本，我们再次进行实验，并反复得到相同的结果，”蒙特尔-哈根说。“事实证明，Scl在乐队中扮演着指挥的角色，告诉内皮中的其他基因谁应该演奏，谁不应该演奏。”

该研究的共同第一作者、博士后研究员Ben Van Handel说，研究团队使用微阵列技术来确定哪些基因在胚胎内皮中“发挥作用”，以产生血液干细胞和祖细胞，并发现在缺乏Scl的情况下，制造心肌细胞所需的基因被激活了。

唯一的区别是，Scl在导致血液和心脏之间命运转换的过程中缺失。

范亨德尔说:“Scl作为血液发育的主要调节因子已经被人们所知，当我们把它从这个方程式中移除时，就没有血细胞产生了。”“在血液形成组织中，移除Scl导致了功能完整的心肌细胞，这是前所未有的。”

该团队使用了卵黄囊——第一个制造血细胞的组织——来自缺乏Scl的胚胎，在培养皿中放置4小时后，该组织就产生了跳动的心肌细胞。该研究小组还发现，位于心腔内的心内膜中的scl缺陷胚胎具有类似的心肌细胞潜力。他们还寻找了基因信号，这些基因信号可能表明这些内皮前体也可能产生其他密切相关的组织，如骨骼肌、骨骼或肾脏，但没有发现这种可塑性的证据。内皮细胞的默认命运是心肌细胞在Scl缺席的情况下，Mikkola说。

这些发现也可能对细胞重编程有影响，后者通常需要添加因素来诱导细胞命运的改变，这一过程可能会有问题。Mikkola说，抑制像Scl这样的因子来推动细胞进入心肌细胞的命运可能更安全。

她说:“这项研究为思考心脏干细胞的潜在来源开辟了新的途径。”“我们现在对心脏祖细胞是如何形成和调节有了更好的理解，这可能会在未来的某一天引导我们通过创造新细胞来治疗心脏病发作。心肌细胞替换那些受损的。”

展望未来，米克拉和她的团队计划调查发展和再生潜力内皮派生的心脏祖细胞，并定义了Scl能够同时激活一种命运而抑制另一种命运的机制。

该研究指出:“这些结果需要未来的研究来检验利用血管中潜在的心源性潜能用于再生医学的前景，并调查在发育胚胎的其他主要细胞命运决定中是否存在类似的发育可塑性。”

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